紫苏挥发油化学成分GC_MS分析及抑菌评价研究

用作中药材和海鲜烹饪的佐料 。紫苏茎叶中所含的活 性物质具有非常好的抗氧化活性和抗过敏活性[1～5] 。
紫苏精油 ,又称紫苏挥发油 ,是紫苏香气成分经过 蒸馏冷凝之后形成的重要混合物 ,多见于紫苏茎 、叶和 花之中 ,含量一般为 0155 %～0158 % ,主要含有紫苏 醛 、柠檬烯等成分 ,其中含量最高的一般为紫苏醛 。紫
收稿日期 :2008210227 接受日期 :2008212218 作者简介 :林硕 (19832) ,男 ,浙江仙居人 ,硕士研究生 ,主要从事食品加工方面研究 。 通讯作者 :孙培龙 (19642) ,男 ,浙江龙游人 ,博士 ,教授 ,主要从事食品资源高效利用研究 。E2mail : sun - pl @zjut . edu. cn
( College of Biological and Environmental Engineering , Zhejiang University of Technology , Hangzhou , Zhejinag 310014)
Abstract :The constituents of essential oils extracted with steam distillation from leaves and flowers of Perrilla f rutenscens L . were analyzed by GCΠMS technique and their relative concentration was acquired with the methods of area normalization. The inhibiting ability to bacteria of the oils was also studied with a gram2positive bacteria Bacillus subtilis and a gram2negtive bacteria Escherichia coli as the objects by disc diffusion method , MIC and scattered light turbidity method. The results showed that 12 and 10 compounds were identified respectively from the leaves and flowers , and the main components from the leaves were perillaldehyde ( 75188 %) , limonene ( 3182 %) , caiyophilene ( 9187 %) , and farnesene ( 3121 %) ; the main components from the flowers were perillaldehyde ( 49123 %) , caiyophilene ( 18153 %) , farnesene ( 8199 %) , linalool (1113 %) , curdione ( 4155 %) . Moreover , the essential oils showed strong inhibiting activity against both bacteria , but having higher ability against Bacillus subtilis than that against Escherichia coli . Key words : Perrilla f rutenscens L . ; essential oil ;steam distillation ; GCΠMS analysis ;antibacterial ability
紫苏 ( Perilla f rutescens L. ) ,又称桂荏 、赤苏 、白苏 、 回回苏 、香苏等 ,属于唇形科紫苏属一年生草本植物 , 主要分布在东南亚 ,在我国华北 、华中 、华南 、西南及台 湾都有野生和栽培种种植历史的悠久 。紫苏的茎 、叶 、 种子和果实等含有多种对人类非常有价值的生物活性 物质 ,尤其是紫苏叶 ,因其特有的香气和营养成分 ,被
1 材料与方法
111 材料和仪器 紫苏叶 、花于 2007 年 9 月采自浙江江山 。大肠杆
菌和枯草芽孢杆菌由浙江工业大学微生物实验室提 供 。所用仪器有 Finnigan Trace DSQ 型气相色谱2质谱 计算机联用仪 (美国 Thermo 公司产品) ,自制的水蒸汽 蒸馏装置 (处理量为 20～30g) ; 自制的挥发油提取装 置 。所用试剂无水硫酸钠 、正己烷均为分析纯 。所用 培养基包括营养肉汤培养基和营养琼脂培养基[9] 。 112 精油的 GCΠMS 分析 11211 挥发油提取 将鲜紫苏叶与紫苏花洗净 ,于室 温下晾干 ,粉碎后过 013mm 孔径筛 。分别取花和叶粉 末 20100g ,置于蒸馏用 500ml 三口烧瓶中 ,加水 300ml , 浸泡 115h 后加入少量沸石 ,连续缓慢蒸馏 5h 。蒸馏结 束后 ,取蒸馏所得芳香水 ,用 20ml 正己烷连续萃取 2 次 ,合并萃取液 ,用无水硫酸钠干燥过夜 。用针筒小心
(浙江工业大学生物与环境学院 ,浙江 杭州 310014)
摘 要 :采用水蒸汽蒸馏法分别提取紫苏叶和花中挥发油 ,运用毛细管气相色谱2质谱联用法结合计算机 检索对其挥发油进行化学成分分析 ,采用面积归一法测定了挥发油中各种成分的相对质量分数 ,利用抑 菌贴片法 、MIC 法和光电浊度法分别对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌进行了抑菌性研究 。结果显示 ,从紫苏 叶和花水蒸汽蒸馏所得挥发油中分别检测出 12 种和 10 种化合物 , 其中叶中主要成分为紫苏醛 (75188 %) 、柠檬烯 (3182 %) 、石竹烯 (9187 %) 和法呢烯 (3121 %) ;花中主要成分为紫苏醛 (49123 %) 、石 竹烯 (18153 %) 、法呢烯 (8199 %) 、芳樟醇 (1113 %) 和姜黄二酮 (4155 %) 。紫苏精油对两种细菌均有很强 的抑制作用 ,但对枯草芽孢杆菌的抑制能力要明显强于对大肠杆菌的抑制能力 。 关键词 :紫苏挥发油 ; 水蒸汽蒸馏 ; GCΠMS 分析 ;抑菌能力
吸取过夜后的正己烷溶液 ,进行有机膜抽滤 ,得到约 35ml 左右的待测液体 ,此液体均一透明 ,除具有正己 烷气味外 ,分别具有明显的紫苏叶花香气 。 11212 提取物分析 用 GCΠMS 分析提取的紫苏挥发 成分正己烷溶液 ,将气相色谱分离的每个组分的质谱 和计算机系统储存的已知物质的质谱进行比较 。色谱
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核 农 学 报
23 卷
苏醛可以用来制造甜味剂 , 其甜度约为蔗糖的 2000 倍 ,紫苏精油中的其他物质还可以用作各种食品配料 。 研究表明 ,芳香植物精油组分中具有众多的强抑菌物 质 ,可 用 于 治 疗 细 菌 感 染 病 症 。如 百 里 香 ( thymus vulgaris) 中 的 百 里 香 酚 、香 芹 酚 、石 竹 烯 ; 薰 衣 草 (lavandula officinalis) 中的香叶醇 、薰衣草醇 、芳樟醇等 , 已有不少国家将芳香精油运用在疾病治疗 、保健美容 上 。在紫苏精油抗菌防腐性能研究方面 , Gisho 发现 , 紫苏精油中的紫苏醛和柠檬烯有协同抑制细菌生长的 作用[7] ; Kang 等采用蒸馏法用甲醇 提 取 紫 苏 茎 叶 精 油 ,发现其中的紫苏醛与蓼二醛对多种细菌有协同抑 制的作用[8] 。但是对干紫苏叶和花挥发油成分的 GCΠ MS 分析比较及抑菌评价研究还鲜见报道 。
核 农 学 报 2009 ,23 (al of Nuclear Agricultural Sciences
文章编号 :100028551 (2009) 032477205
紫苏挥发油化学成分 GCΠMS 分析及抑菌评价研究
林 硕 邵 平 马 新 孙培龙
水蒸汽蒸馏法设备简易 ,操作简便 ,是目前常用的 精油蒸馏方法 。香料与水构成精油与水的互不相溶体 系加热时 ,随着温度的增高精油和水均要加快蒸发 ,产 生混合体蒸气 ,其蒸气经锅顶鹅颈导入冷凝器中得到 水与精油的液体混合物 ,经过油水分离后即可得到精 油产品 。本试验采用水蒸汽蒸馏法分别提取紫苏叶和 花中挥发油 ,运用毛细管气相色谱2质谱联用法结合计 算机检索对挥发油进行化学成分分析 ,采用面积归一 法测定了挥发油中各种成分的相对质量分数 ,利用抑 菌贴片法 、MIC 法和光电浊度法分别对枯草芽孢杆菌 和大肠杆菌进行了抑菌性研究 ,为区分紫苏叶与花香 气在感官上的差异提供了科学依据 ,对紫苏叶的表观 抑菌作用提供科学指导 。
条件 :BP25 毛细管色谱柱 ; 载气为氦气 , 流速为 1mlΠ min ;柱 温 : 80 ℃保 持 3min , 5 ℃Πmin 升 到 110 ℃保 持 10min , 2 ℃Πmin 至 160 ℃保持 20min ,再以 5 ℃Πmin 升温 至 220 ℃保持 10min 。进样口温度 :250 ℃;传输线温度 : 250 ℃。进样方式 : 1μl 不分流进样 。质谱条件 : EI 电 离方 式 , 离 子 源 温 度 : 220 ℃, 质 谱 扫 描 范 围 : 50 ～ 550mΠz ,电子倍增电压 :1972mV 。 113 精油抗菌试验 11311 菌种活化及灭菌处理 将大肠杆菌和枯草芽 孢杆菌冷藏菌种分别接入 5 支营养琼脂斜面培养基活 化 ,37 ℃培养 24h 。斜面上菌种长出后于 4 ℃冰箱中保 存备用 。培养皿 、三角瓶 、试管 、培养基 、直径 019cm 的 自制滤纸片 、移液枪头 、稀释用蒸馏水等均在 120 ℃下 湿热高压灭菌 20min 。 11312 紫苏叶挥发油定性抗菌试验 采用抑菌贴片 法 ,将活化后的菌种接入营养肉汤培养基 ,37 ℃摇床培 养 24h 。同时制作营养琼脂平板 。将培养所得的菌悬 液按 10 - 5 到 10 - 1 倍浓度梯度用无菌蒸馏水进行稀释 , 各梯度的稀释液各取 100μl 均匀涂抹到培养平板中 。 每平板加入 3～4 片滤纸片 (酌情加减) ,在滤纸片上分 别滴加紫苏精油 5μl ,每平板留 1 滤纸片作为空白对 照 ,所有平板放在 37 ℃培养箱中培养 24h 后进行观察 记录 。抗菌圈试验判定标准 : 抗菌圈直径大于 20mm 为极敏感 ;15～20mm 为高敏感 ;10～15 mm ,为中敏感 ; 7～9mm 为低敏感 ;小于 7mm 为不敏感[10] 。 11313 紫苏叶挥发油最低抗菌浓度的测定 将紫苏 叶精油在营养肉汤培养基中设置 6 个浓度梯度 :011 、 012 、014 、016 、018 和 110μlΠml 。因为精油与水不相混 溶 ,所以选用无水乙醇作为介质 ,其与精油的体积比 为 :精油∶乙醇为 5∶95 。因为乙醇本身就具备一定的 抑菌能力 ,所以还进行了乙醇最低抑菌浓度的试验 ,发 现乙醇在 0102mlΠL 时抑菌效力不明显 。因此 ,在每个 50ml 的营养肉汤药品培养基内 , 乙醇使用量控制在 0199 ～0109ml 之间 。每个浓度梯度设置 2 个重复和 1 个空白对照以及 1 个酒精对照 ,37 ℃下摇床培养 24h 。 培养结束后明显混浊的摇瓶证明已有菌生长 ,对于透 明的摇瓶则进行涂布和平板计数的研究 。